Neue Forschung

Leobener schaffen Durchbruch für nachhaltigere Batterien

Ein Team von Forschern der Montanuniversität Leoben (MUL) und des Materials Center Leoben (MCL) hat einen wichtigen Schritt zur Verbesserung von Lithium-Ionen-Batterien gemacht. Durch neue Erkenntnisse über die Ursachen von Kapazitätsverlusten könnten Akkus bald länger halten und zuverlässiger werden.

LEOBEN. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Roland Brunner hat bahnbrechende Erkenntnisse zur Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) gewonnen. Die neu entdeckten Mechanismen könnten die Entwicklung langlebigerer und leistungsstärkerer Batterien fördern und die Energiespeichertechnologie nachhaltig verändern.

Bei ihrer Forschung konzentrierten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor allem auf Silizium, das in Batterien als vielversprechender Ersatz für herkömmliche Anodenmaterialien gilt. Zwar kann Silizium mehr Energie speichern, jedoch neigt es dazu, beim Laden und Entladen zu „ermüden“, was zu Rissen und einem Kapazitätsverlust führt. Das Team entdeckte jedoch, dass gewisse Phasenübergänge im Silizium – also Veränderungen im Materialaufbau – in manchen Fällen sogar nützlich sein könnten, indem sie die Stabilität der Batterie erhöhen und Risse verhindern.

Tiefes Verständnis der Abläufe

Die Ergebnisse zeigen, wie wichtig ein tiefes Verständnis der Abläufe in der Batterie ist. Ein zentraler Fokus war, die mikroskopischen Veränderungen des Materials während des Ladezyklus zu untersuchen. Diese neuartigen Einsichten könnten dazu beitragen, das Design zukünftiger Batterien so zu optimieren, dass sie widerstandsfähiger und langlebiger sind.

„Mit angepassten Designs könnten wir die Leistung und Lebensdauer moderner Akkus erheblich verbessern.“
Ronald Brunner, Leiter des Forschungsteams am MCL

Die gewonnenen Erkenntnisse haben nicht nur technische Relevanz, sondern auch Bedeutung für die Umwelt. Eine längere Haltbarkeit der Batterien bedeutet weniger Ressourcenverbrauch und eine bessere Nutzung erneuerbarer Energien. Diese Forschung könnte somit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten und die Entwicklung nachhaltiger Energiespeicher vorantreiben.

Die Forschung wurde von einem hoch qualifizierten Forschungsteam des Materials Center Leoben, der Montanuniversität Leoben, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Varta Innovation GmbH sowie dem ESRF – The European Synchrotron durchgeführt.

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